TW200947555A - Method for patterned etching of selected material - Google Patents

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TW200947555A
TW200947555A TW098103223A TW98103223A TW200947555A TW 200947555 A TW200947555 A TW 200947555A TW 098103223 A TW098103223 A TW 098103223A TW 98103223 A TW98103223 A TW 98103223A TW 200947555 A TW200947555 A TW 200947555A
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TW098103223A
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Stuart Ross Wenham
Alison Joan Lennon
Anita Wing Yi Ho-Baillie
Original Assignee
Newsouth Innovations Pty Ltd
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Description

200947555 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 版權聲明 本專利文件之揭示的一部分包括已受到版權保護的材 5 料。版權所有人對任何專利文件或專利揭示的傳真複製， 當其顯露在專利及商標辦公室專利檔案或記錄中時並無異 議’但是其它方面無論如何皆保留全部的版權權利。 發明領域
本發明廣泛關於裝置製造之領域；特別關於半導體裝 10置（諸如，矽太陽能電池裝置）的介電質層之圖案化蝕刻。、 C先前技 發明背景 半導體裝置製造典型包括大量使用半導體與介電物 二者之圖案化蝕刻。特別是，因為二氧化矽在矽表面質 15 20 純化及光學效應，在石夕裝置的二氧化;5夕介電質層中，的 口圖案已被廣泛使用。可使用二氧切層之圖案化^ = 促進局部化擴散及對下面矽的金屬接觸；或在其^實 中，可對蝕刻下面矽提供一遮罩。典型來說， 例 匕經使用光 微影光刻程序或劃線來逹成介電質層（諸如，_ 一虱化矽）之圖 案化#刻。 但是’光微影光刻程序需要昂貴的設傷(例如，光罩對 準器、光罩製造機）、無塵室環境及通常許多 ^ 牦時步驟。圖 案改變時萬要新的光罩組。典型用來在介_ 負中形成開口 圖案的光微影光刻方法典型需要在介電質禺 、曰上况積一光阻 3 200947555 層（通常精由旋轉塗佈法），將所製備的光罩適當 阻層上，經由該光罩讓該光阻曝露…射，心 所曝光的光阻以在該光阻中形成開口圖案。然後，使= 具有開口圖案之光阻作為在座式餘刻及物職刻（例如，= 子餘刻）應財對抗㈣劑之遮罩。用於二氧切的餘刻流 體典型包括祕氟化氫或__氧⑽關驗，此二 者皆具高腐祕。_，沖洗該裝置以移除微量的餘刻劑， 最後移除光阻層以在該裝置上遺[圖案化的介電質層。 10 15 更近的疋’已經描述出—種圖案化絲層的喷墨方 法。這些方法移除該圖案化步驟使用光微影光刻之需求， 取而代之使用喷墨裝置來沉積—可於光阻層的預定場所 處產生開口或可穿透區域之溶液。然後，可使用從而圖案 化的光阻層來遮蔽在下面之介電質層，同時該印刷圖案在 /儿/又於姓刻冷液期間提供一触刻介電質的路徑。這些圖案 化光阻的喷墨方法對光微影光刻程序提供一可能的低成本 替代物。可藉由改變由噴墨式印刷機所使用之數位影像圖 案快速地達成姓刻圖案的改變。但是，如光微影光刻方法 般’匕們仍然包括許多耗時步驟及需要使用大量化學藥 时，特別是光阻用樹脂及腐蝕性蝕刻溶液。因為溼式蝕刻 步驟需要使用大量腐触性溶液，亦必需在製造環境中附加 明顯的安全性控制。因此，想要發展出可減少處理步驟數 目及/或在圖案化步驟中所使用之昂貴及腐蚀性化學藥品 的量。再者’亦想要發展出減低當進行蝕刻製程時對人類 操作者的風險及減少危險的廢棄物量。 20 200947555 在此專利說明書中，若濃度以百分比（％)提供時，除非 其它方面指示出，否則此想要指為重量比率（w/w)。 【發明内容：！ 發明概要 5 本發明提供一種加工表面的方法，其中該方法偈限至 一由預定圖案所定義的表面區域，該方法包括： (a)提供一界面活性劑，如為一層或一延展在欲加工的 表面區域上的層之組分，其中該層至少覆蓋該預定圖案的 ❹ 區域； 10 (b)提供一沉積組成物，其包含至少一種加工該表面所 需要的組分；及 (c)根據預定圖案，在欲加工的區域上塗佈該沉積組成物； 藉此該界面活性劑協助欲藉由該沉積組成物在預定圖 案的區域中加工之表面潤溼。 15 本發明進一步提供一種加工表面的方法，其中該方法 偈限至一由預定圖案所定義的表面區域，該方法包括： ® (a)提供至少一用來加工該表面所需要的第一組分，如 為一延展在欲加工的表面區域上之層，其至少覆蓋該預定 圖案的區域； 20 (b)提供至少一種包含一或多種加工該表面所需要的進 一步組分之沉積組成物；及 (c)根據預定圖案，將該至少一種沉積組成物塗佈在欲 加工的區域上； 藉此加工該表面所需要的第一組分與該一或多種加工 5 200947555 該表面所需要之進一步組分作用，以便僅有在預定圖案的 區域中加工該表面。 包含該第一組分、在欲加工的表面區域上延展之層可 呈氣體、液體、固體相或可為凝膠。若該第一組分呈液體 5 或氣體狀態時，可對欲加工的表面塗佈一多孔材料及迫使 該第一組分在該多孔層内。 當該第一組分為固體時，其可藉由塗佈一包含該第一 組分的溶液及蒸發該溶液之溶劑以將第一組分沉積在表面 上來塗佈。當該第一組分為液體或凝膠時或若塗佈欲蒸發 10 的溶液時，塗佈該第一組分之方法可包括流送方法、旋壓 方法、喷灑塗佈方法或噴墨印刷方法。該塗佈方法亦可包 括使用上述方法之一在高溫下塗佈一液體，然後藉由冷卻 讓該層硬化。 包含該第一組分的溶液可包括一可在加工表面期間作 15 用為界面活性劑之添加劑。包含該第一組分的溶液亦可包 括一可減低表面層之臨界表面張力的添加劑。 本方法可有利地使用在該製程材料之一具危險性或其 它方面難以處理之方法中。當由第一與第二組分之混合物 所產生的製程材料具有會讓其危險及難以處理之物理特徵 20 (諸如高度腐蝕性、有毒性黏性或黏稠狀）且至少一種組分不 具有各別的特徵或具有較少程度的特徵時，該較不麻煩的 組分可在本方法中形成第二組分，且可以圖案化方式合宜 地使用一可沉積該流體（如為各別液滴的圖案）之裝置（例 如，需要即喷喷墨式印刷機）來塗佈。 200947555 5 e 10 15 ❹ 20 本方法可使用於多種製程中，包括圖案化層形成、表 面之圖案化轉換(諸如，接雜、染色或化學改質表面）或表面 的圖案化蝕刻。圖案化層形成之實施例將為藉由塗佈各別 未連結的樹脂作為第一層及塗佈交聯劑作為第二組分（例 如，藉由喷墨印刷）來形成一環氧樹脂、聚酯或聚胺甲酸酯 圖案化層。然後，可使用合適的溶劑清洗掉未加工的樹脂， 以遺留下該圖案化層。 在該方法的特別佳應用中，根據預定圖案，藉由餘刻 來加工該表面。該欲蝕刻的表面將為一預定材料，及藉由 組合該第一與第二製程組分所形成之蝕刻劑將通常為一材 料特定的蝕刻劑，雖然不總是如此。 根據上述提及的技術之一將可在預定材料上形成該表 面層，且該表面層將包含至少一蝕刻該預定材料所需要的 第組刀。该沉積組成物將包含至少一钱刻該預定材料所 需要的第二組分，並根據預定圖案將其塗佈至該表面層。 當在表面上結合時，包含該第-組分之表面層會與包含該 第二組分之沉積組成物作用，以根據預定圖案麵刻欲加工 之預定材料的區域。 對餘刻來說，該預定材料可選自於包含下列介電質之 群組，包括(但不限於)二氧化石夕、氮化石夕、碳化石夕、tc〇、 玻璃、有機樹脂及其它聚合物（包括圖案遮罩材 入 下列金屬之群組，包括(但不限於)铭、銅 = ^其合金；及寬廣的半導體材料群組，包括…不限於） 石夕、鍺、石申化鎵、鱗化銦或合金(諸如石夕，或石申化紹錄、 7 200947555 砸化銦、涵化鎵、碲化編或坤化銅鋼嫁⑹⑺）。 該表面層可為-聚合物層且用於姓刻應用較佳。 若該預定材料為二氧化石夕時，該聚合物層可為酸性且 該聚合物層為-包含酸性聚合物之可溶於水的層較佳。例 5如，該聚合物可包括下列之一：聚丙稀酸、聚笨乙稀硫酸 鹽、酸性聚噻吩衍生物、酸性聚苯胺衍生物或可溶於水的 酚樹脂。同樣地，若該預定材料為二氧化矽時，該沉積組 成物將較佳包括一氟離子來源。該氟離子來源可例如由下 列一或多種提供：氟化銨、氟化四烷基銨、氟化鈉及氟化鋰。 1〇 可例如使用本方法來在矽太陽能電池裝置之介電質層 中蝕刻出開口。此開口可使用來形成對矽太陽能電池裝置 之金屬接觸。在本方法之應用中，較佳的是，該沉積化合 物將以圖案化方式輸送。一種方便及較佳輸送該沉積組成 物液滴的方法為使用一可以各別液滴的圖案來沉積該流體 15 之裝置(例如，需要即喷喷墨式印刷機）。 在根據本方法之加工應用後，可需要一最後步驟來從 表面移除任何過量、殘餘在預定圖案區域外之不想要的表 面層材料。 圖式簡單說明 現在，將藉由實施例且參考伴隨的圖形來描述本發明 之具體實例，其中： 第1A圖為一圖式圖形，其以截面顯示出一含有一欲蝕 刻的層（諸如，二氧化矽）之基材； 第1B圖為/圖式圖形，其顯示出該已塗佈一表面酸性 200947555 聚合物層之基材； 第ic圖為一圖式圖形’其顯示出將二滴包含姓刻組分 的〉容液沉積到該酸性聚合物層上； 第1D圖為一圖式圖形，其顯示出在該基材中形成蝕刻 5 開口； 第1E圖為一圖式圖形，其顯示出在已經移除蝕刻殘餘 物及酸性聚合物層後之基材；
❹ 第2圖顯示出一酸性聚合物（聚丙烯酸)之實施例的結構； 第3圖顯示出一曲線圖，其闡明在一個實施例中，該沉 積'谷液之表面張力如何隨著加入的諾維克(Novec)4200界 面活性劑之百分比而改變； 第4圖顯示出一藉由將n.2%(w/v)的氟化銨溶液之液滴 積】維持在平台溫度45°C之2.5微米厚的聚丙烯酸接收 在熱生長於矽晶圓上之二氧化矽層中蚀刻出的溝槽 15之戴克泰克(Dektak)曲線； 第5圖為一顯示出可獲得在第4圖中的曲線之蝕刻溝槽 的光學影像； 第6圖為一藉由將U.释/V)的氟化銨溶液之液滴沉積 20 至維，在平台溫度45£>(:之2.5微米厚的聚丙烯酸接收層 二:生長於妙晶圓上的二氧切層中餘刻出之孔 列的光學影像； 第7圖為一從包含在第6圖 採截之孔洞的光學影像； 中所描述的_孔洞樣品所 第8圖為一 從包含在第6圖中所描述的Μ孔洞樣品所 9 200947555 採截之蝕刻孔洞的AFM曲線； 第9圖為一藉由將14.4%(w/v)的氟化銨溶液之液滴沉 積到維持在平台溫度55。(：之2.5微米厚的聚丙烯酸接收層 上所蝕刻出之孔洞結構的AFM曲線； 第10圖為一顯示出藉由將14.4%(w/v)的氟化銨溶液之 液滴沉積到2.5微米厚的聚丙烯酸接收層上所蝕刻出之孔 洞結構的最大動j深度之曲線圖，其如為平台溫度的函 數；及 第11圖為一顯示出在紋理化的石夕表面上之乃奈米氮化 發層中所蝕刻出的溝槽之光學影像。 C實施方式：j 較佳實施例之詳細說明 15 20
•工…个挪則所選擇的材料（諸如，二肩 2電㈣）之方法。該方法不需要遮罩或光阻層且比? =刻方法安全’其中該料‘__僅在欲綱 =上就地形成。再者，因為糊劑僅在錄刻峨
2疏該方 量的化學藥品及產生明顯較少扁 化學廢棄物。該方法不需 量的w驅物物質。=何光阻化學藥品並僅使月 險的敦化氫廢棄物為全氧切渔式餘刻方法2 .. I對該製造方法所關心者。S1 本方法描述出關於二氧化矽 導體裝置製造之技術者了解圖案㈣刻’應該由熟售 其它材料，包括金屬、所揭不的方法可應用來香 昇匕介電質及半導體。 本蝕刻方法藉由將至φ _ 一種蝕刻組分一起帶至需居 10 200947555 刻的裝置之表面場所上來減少所使用的腐齡化學藥品。 λ 一各另j餘刻組分不具活性且僅有當它們彼此接觸時才會 ‘·、、^成蝕刻在下面的裝置表面之化合物較佳。由在 欲姓刻的材料上所形成之表面層提供至少一種組分較佳。 5在根據預定圖案塗佈至該表面層的流體中提供一或多種進 步、”且刀m案化方式’使料將該讀以各別液滴的 I案:積之裝置(例如，需要即噴噴墨式印刷機)來重佈該包 3《夕種進-步組分之流體較佳。此外，可使用能根據 9 駭®案產生連射射或流之裝置，諸如電流體動力式喷 #卩刷冑氣霧式喷射印刷機或連續式。t墨式印刷機。然 u水中絲該欲_的裝置或基材以移除該表面層及 姓刻產物，從而在裝置材料中曝露出—餘刻開口圖案。 由該表面層所提供的組分提供一用於敍刻加工的化學 、·且刀（諸如，酸性來源)較佳。再者，該表面層可提供一用於 丨製程之局部,¾•化所需要的基本約束構造或多孔網狀 ⑯° _束構造可由必需的物理組分及/或_或多種可催化 祕㈣程之化合触成。亦可提供—财減低沉積流體 敷開因此作用的低能量表面。 用於二氧化石夕的渥式姓刻之已知方法包括將二氧化石夕 20表面曝露至包含氟化氫_的溶液。钱刻速率端視钱刻溶 液、、且成物、氧化物型式及溫度而定。例如，（濃)49%hf溶液 在至溫下將以2300奈米/分鐘的速率餘刻熱二氧化石夕層。亦 可使用經緩衝的氧化物蝕刻溶液逹成二氧化矽之蝕刻。這 些溶液為氟化銨及氟化氫與將蝕刻溶液維持在固定？11的銨 11 200947555 離子之混合物，因此當蝕刻進行時產生固定的蝕刻速率β 已經報導不同氟化銨與氟化氫比率的不同蝕刻速率。例 如，5 : 1經緩衝的氧化物蝕刻（其混合5份40%的NH4F與1份 49%的HF)具有〜100奈米/分鐘之蝕刻速率。在經緩衝的氧 5 化物蝕刻中所發生之整體二氧化矽蝕刻反應為：
Si02(s)+4HF(aq)+2NH4F(aq)->(NH4)2SiF6(aq)+2H20 ⑴ 該蝕刻產物（氟矽酸銨）在2〇。(：下具有250克/升之高溶解度 及低氟化録濃度’此意謂著其可容易地被沖洗掉而沒有形 成固體沉澱。在蝕刻溶液中的高氟化銨濃度可減低氟矽酸 ❿ 10 銨之溶解度。例如，若氟化銨濃度為20%(w/v)時，氟矽酸 銨在20°C下之溶解度會減低至7_10克/升。較低的1)11或更酸 性的環境可稍微增加氟矽酸銨之溶解度，但是此在氟矽酸 鹽溶解度上之影響不如在氟化銨濃度增加上的影響明顯。 因此，在包括氟矽酸銨形成之蝕刻系統中對想要的氟化銨 15 濃度有所限制。 這些基本二氧化矽蝕刻配方的許多變化存在於先述技 藝中。某些變化經設計以增加該钮刻對不同型式氧化物的 0 特異性，且可優先蝕刻二氧化矽而超過可存在的其它金 屬。例如，配製一墊蝕刻溶液(例如，來自阿虛蘭得(Ashland) 20的佩得艾趣(Pad Etch)4)，以蝕刻二氧化矽且更慢地蝕刻在 電路板上的紹墊。在此姓刻系統（1丨_15% NH4F+30-34% CH3COOH+47-51% ϋ20+4-8%丙二醇+界面活性劑）中，醋 酸為酸性來源，其與氟離子組合而形成反應性蝕刻物種。 本蝕刻二氧化矽的方法依賴分別提供氟離子及酸，且 12 200947555 在想要的蝕刻場所處將這〜 起。提供《組分，如為基描㈣組分導引在一 形成如為-在欲_的（介於㈣酸性聚合物薄膜（其 質子較佳。該聚合物薄_^表面上之表面層外之酸性 5
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上形成較佳，但是亦可使％轉塗佈法在欲細的表面 個安射，該表面層可包含^聚合㈣佈方法。在另一 由諸如蒸鑛、韻或化學或合物外__如，藉 機物質）。 冑11相沉積之方法沉積的無 =離子配製在水溶液中較佳然後以圖案化方式將 其沉積在需要侧的場所處。該溶液可使關如需要即喷 ::式P刷逐’“積，或如為連續流體流而使用例如連續 L方=體動力式或氣霧式喷射印刷。對連續流沉 積方法來說，纽__料止対㈣，其必需使用 諸如斷續器之技術。在_方法(諸如氣霧式喷射印刷）中， 欲沉積的溶液可在沉積於該聚合㈣膜上之前加 霧。隨後，將使用名稱，，沉積流體”來指出將沉積到聚合物 薄膜(表面層）上之溶液或氣霧。 在該沉積流體接觸該聚合物薄膜的場所處，該聚 局部溶解及氣離子從聚合物中抽取出酸性質子以形成敦化 2〇氮。所形成的氟化氫已在沉積場所處溶解於該流體中 然後可侧所曝露出的氧化石夕。此意謂著未直接操作包含 氟化氫的腐難_溶液。_含氟化物溶液分類 毒，但它們可比氟化氫溶液更安全地處理。此外，該較佳 安排的方法僅使用小量氟離子且該氣離子在適當稀的濃度 13 200947555 之溶液中配製。再者，由較佳安排所使用於含氣化物溶液 之沉積方法減少操作者與該溶液接觸。—旦負載在例如喷 墨式印刷機的流體貯存器中，該溶液不需要進一步處理。 難以逹成直接沉積該包含氟化氫的蝕刻流體，因為很 5少㈤印刷頭（或更通常來說，噴射裝置）能容忍該流體的腐蝕 本質。氟化氫將攻擊及腐蝕大部分的陶瓷、不銹鋼及以矽 為基礎的印刷頭。無法使用以矽為基礎的印刷頭，因為它 們典型包含會由氟化氫所触刻的二氧化石夕組分。除了造成 喷墨頭的長時間腐蝕外，該蝕刻產物快速造成間歇性噴嘴 ❹ 10 阻塞，此造成難以可信賴地喷射出該溶液。再者，很少操 作者會認為經由喷墨或其它流體沉積方法來沉積含氟化氫 溶液安全，因為在流體漏出之事件中操作者會有接觸到的 風險。此對本方法不會成為問題，因為該含氟化物溶液不 具腐蝕性。此意謂著該溶液可使用矽及陶瓷印刷頭噴射出。 15 現在，將參照在二氧化矽介電質層中製造出開口圖案 來描述該較佳安排的多種觀點。使用從而形成的開口來形 成對半導體裝置(諸如，矽太陽能電池)之金屬接觸較佳。它 〇 們亦可使用作為用於擴散或蝕刻在下面的矽之開口。就其 本身而論，二氧化矽介電質層的圖案化在半導體及其它微 20 電機系統(MEMS)裝置之一般製造中具有普遍的應用。亦可 應用一般方法來蝕刻其它材料，其中該蝕刻劑可從至少一 個表面層與一或多種沉積流體就地形成。 現在，將參考第1A圖至第1E圖來詳細描述出在半導體 裝置（諸如太陽能電池)之介電質層中蝕刻出開口的方法。用 14
200947555 於較佳安㈣ο的方法之歸包括— 層110的石夕晶圓1〇5。在較佳安排中 ^電質—乳化石夕 切曰圚兮主 β亥日日圓可為Ρ型或η型 )進饤擴政，以產生—發射器。晶《I厚度的_心 150-45㈣。在該表面上形成—厚度範圍㈣至侧夺米 之熱生長的二氧切U⑽較佳。在另—個安排中可使用 其它介電質’諸如氮切。亦可制其它基材(諸如，玻璃 或塑膠材料)與使用多種技朗沉積_。此等結構可產生 薄膜太陽能電池裝置。 其匕可迠的基材包括矽上絕緣體基材，其時常使用在 諸如矽喷墨式印刷頭、微流體裝置及其它]^£]^3裝置等裝 置之製造中作為構件。 然後，將可溶於水的酸性聚合物薄膜115旋轉塗佈在二 氧化石夕介電質層110之表面上，如顯示在第1B圖中。從 15 25%(w/v)在水中的聚丙稀酸(PAA)溶液，以旋轉速度7500 rpm來旋轉塗佈該薄膜30秒較佳。該聚丙烯酸為具有分子量 大約90,000克/莫耳之丙烯酸同聚物。PAA單體單位為一酸 性質子來源，如由在第2圖中之化學結構顯示出。該PAA的 pKa為〜4.3。 20 風乾該旋轉塗佈的聚合物薄膜〜3小時，產生--2.5 微米厚的薄膜。使用來形成該酸性聚合物薄膜之溶液的固 體含量可從5%改變至30%而沒有明顯影響該聚合物薄膜品 質，但是固體含量在25%至30%間較佳。使用較低的固體含 量及/或較快的旋轉速將產生較薄的薄膜。當僅需要淺蝕刻 15 200947555 開口時’較薄的薄膜合適。可使用較厚的薄膜（藉由在較低 速度下旋轉獲得）以蝕刻出較深的結構。該含有聚合物薄膜 115的基材1〇〇可貯存在氮氣下，直到需要用於蝕刻。使用 氮氣，以減少該聚合物薄膜之濕度不均勻。 5 在另一個安排中，亦可使用包含酸性基團之其它可溶 於水的聚合物或樹脂(例如，酸性聚噻吩或聚苯胺衍生物、 聚苯乙稀續酸鹽、聚酯或酚樹脂）。亦可使用聚合物混合物 或推合物來形成該酸性薄膜。例如，PAA可與其它可溶於 水的聚合物（諸如聚乙烯醇(pvA))摻合，其中該PAA : ρνΑ φ 1〇之比率範圍依所需要的_程度而:⑴：4。聚丙稀 酸亦可與較不親水性聚合物(諸如，聚甲基丙稀酸)換合以 產生-具有較低臨界表面張力的乾膜。當需要較小的侧 構形時此變化優良’因為所沉積的液滴在更疏水的表面上 較;>'敷開/亦*7使用酸性聚合物(例如，PAA)之共聚物來形 15成該聚β物薄膜。使用該用來形成薄膜的共聚物或聚合物 摻σ物為#可控制所形成的薄膜之酸性的方法。再者， 該聚合物薄膜可包含—可直接提供進-步酸性基團或間接 ◎ 提高該薄膜的酸性之添加劑。這些添加劑可溶解或分散(例 如，丁、米粒子)在使用來开;成該酸性聚合物層之溶液中。亦 2〇可使用這些添加劑來改質該聚合物薄膜的表面性質。 在更進步變化中，該聚合物薄膜亦可包含界面活性 劑。使用氣界面活性劑（例如’來自3Μ的諾維克侧)且濃 度1 · 〇 %車乂佳。廷些界面活性劑可藉由讓所沉積的溶液更均 勻地澄潤欲蚀刻之表面來改良所產生的姓刻之平坦度。所 16 200947555 =的:面活性劑亦可積極地減低聚合物薄膜之臨界表面
物㈣獲得較小的敍刻構形。亦 4添加劑(諸如FC姻(亦來自 3 H 減低最後聚合物表面的臨界表面張力。县特別以 ::為:較小的界面—二 面張力tr其它純離子化學姆之界㈣性劑或表 二氣=Γ墨裝置沉積包含氟離子來源的溶液液滴來達成 據預定Γ 佳。數位控制該喷墨裝置較佳，且可根 疋的影像圖案在表面之場所上沉積該溶液液滴。 p裝置m(如描述在第1C圖中）包含—或多個可從 仙溶液13〇液滴之印獅125。可在熱或麼電控 繞製各別喷嘴。該欲喷射出之溶液可貯存在喷墨頭上 15 ο 20 中。近其之墨水E中或在設置於更遠離噴墨頭處的貯存器 之。在較佳安排中，如在掃描中所需要般，該喷墨裝置12〇 之噴墨碩遍及該聚合物表面掃描以沉積溶液。將基材1〇〇放 平台上，其中該平台將相對於噴墨頭在垂直於掃描 的輛中移動。但是，在另一個安排中，當噴墨頭在二方 向上掃描時，該平台可維持靜止；或當基材（即，基材1〇〇) 在〜方向中移動時’該喷墨頭可維持靜止。當印刷發生時， 如熱§亥平台從而該基材1 〇〇較佳。 在較佳安排中’使用壓電控制的矽噴墨頭（由富士薄膜 狄馬替斯（FUJIFILM Dimatix)製造）來沉積該含氟化物溶 該噴墨頭併入墨水匣中且具有16個線性隔開254微米的 17 200947555 喷嘴’且液滴尺寸為UH)皮升。使用具有較小額定升 液滴尺寸的墨水£較佳。但是，若需要較大的_構 則10皮升墨水£優良，因為對所提供欲餘刻之二氧化 積需要沉積較少的液滴。對丨及⑺皮升墨水昆每種來說，— 5滴所沉積的實際體積依射擊條件(例如，施加至噴嘴的電^ 及欲沉積的溶液性質（例如，表面張力及黏度）而定。亦可使) 用能夠沉積其它液滴體積的印刷頭。诵當 吊木說，較小的液 滴體積產生較小的餘刻開口，但是其對可比較的餘刻深度 來說典型需要印刷更多層。 & 1〇 料噴嘴之射擊皆在軟體控制下，因此能夠根據預定 圖案來程式化液滴之沉積。可使用標準影像形式（諸如位一 映像樓）來提供該圖案。再者’為了提供足夠的沉積流體= 以將基材100表面姓刻至需要的深度，由較佳安排所使用之 喷墨裝置的軟體能夠在所選擇之場所處印刷多層所選擇的 ®案。-層一層地印刷該些層且在連續層間之延遲僅非常 短。可選擇性在連續層之印刷間插入延遲。在更另一個安 排中’除了印刷多層圖案外，可在喷墨頭及/或平台移動至 下一個沉積場所前於每個場所處沉積多顆沉積溶液液滴。 此方法具有在多層印刷間不需依賴有好的對準之優點，但 20 疋其會產生開口（例如，溝槽）之钱刻不均勻。 〃應該察知的是，由餘刻的化學計量而引起印刷多層含 氟化物溶液之需求。在二氧化矽結晶層中每個矽原子需 要六個氟離子來蝕刻。若假設在蝕刻製程中全部氟化物皆 被消耗掉且該聚合物薄膜提供過多酸性基團，則可計算蝕 200947555 刻出所定義的開口尺寸 小體積。 玄< 3風化物》儿積溶液的總最 當黏度在1〇至咖間及表面張力在跑 尺間時，由較佳安排所使 $牛頓/公 5 ❹ 10 15 Ο 20 溶液。但是，可使用# s _置可喷射出最理想的 ^ ^ ^吏喷射出具有黏度低如2cP之·容 主工 周咱施加至壓電喷嘴的波形來逹成。 表面張力的變化較齄以哨# 术逹成 張力太W 雖然亦可能。若溶液的表面 =太间(例如’〜7G毫牛頓/公尺，如去離子水般)時，則 裝填贺墨頭（即，初始無溶液可從喷嘴喷出）。另一方 面业若溶液的表面張力太低時，則包括喷嘴口（噴嘴板)的表 面〆、型會溢出該喷射溶液’因此造成在聚合物表面上之液 滴不穩定地配置。由較佳安排所使用的喷墨裝置之喷嘴板 具有聚合物不潤座表面，但是噴射低表面張力流體仍然可 在《玄表面上產生明顯的弄濕區域從而不穩定的射擊。 在該沉積溶液中的氟離子以氟化銨之水溶液提供且氟 化錢/農度範圍在1 〇%至丨5%(w/v)較佳及〜〗i %(w/v)更佳。 亦可使用其它氟離子來源(例如’氟化#9、氟化|£、氣化四 烷基銨化合物）’但是需要小心地考慮最後蝕刻產物的溶解 度。例如’敦矽酸鈉的溶解度(在2(TC下〜40毫克/升）更少 於氣碎酸銨。此意謂著必需喷射出更稀的氟化物溶液來保 證該蝕刻產物不會沉澱在欲蝕刻之表面上從而防止進—步 餘刻開口。沉積更稀的氟化物溶液需要喷射出較多體積的 沉積溶液（即，必需印刷更多層圖案）。 在較佳安排中，亦將20%(v/v)具有分子量400克/莫耳的 19 200947555 聚乙二酵(PEG 400)加入至該噴射溶液，以將黏度增加至〜 4cp從而改良喷射性能。在另一個安排中，可從沉積溶液中 省略PEG 400 ’或在溶液中包含較低的濃度。但是，需要較 低的脈衝電壓、較慢的脈衝提升時間及較低的喷射頻率， 5 以便可信賴地噴射出較低黏度的溶液。在其它安排中，peg 400可由能增加溶液黏度的其它化合物置換（例如，甘油、 驗性可溶於水的聚合化合物（諸如聚乙烯吡咯烧酮）或其它 二醇類）。
藉由加入氫氧化銨將該沉積溶液的pH增加至在8-1〇間 D 10 及更佳為8。需要高pH，以保證反應性蝕刻物種(hf&HF2-) 在沉積溶液中之濃度減低。在pH值大於7的氟化銨溶液中， 這二種物種的濃度有效地為零而造成並無蝕刻二氧化矽， 因此保護任何在印刷頭中的二氧化矽組分。若溶液太鹼性 (例如，ρΗ>11)時，會發生一些矽喷墨頭姓刻。 15 該較佳安排所產生的沉積溶液之表面張力在28t下為 〜46毫牛頓/公尺。雖然此超過所使用的富士薄膜tm狄馬替 斯Ρ刷頭之最理想的表面張力範圍，但可調整嘴射波开 ） ❹ 來調和所增加的表面張力。所增加的表面張力有利地造成 該溶液當制ΡΑΑ表面（其具有〜44毫牛頓/公尺的臨界表 20面張力）τΙ敷開。沉積溶液的表面張力減低造成所沉積 的液滴更大_開，從雜大_刻構形。 最後將儿積溶液的溫度維持在28。(：。亦可使用較低 ， 疋在較低溫度下溶液之表面張力典型將姆加， 因此造成更難以噴射出溶液。 9 20 200947555 ❹ 10 15 ❹ 20 ▲將具有適度高表面張力之溶液噴射到_包含界面活性 劑(諸如’來自3M的諾維克4200)㈣合物表面上為一達成 小且乾淨_刻構形之有用的對策。此對策可能因為使 用富士薄膜TM狄馬替斯™印刷頭能夠調整射擊波形 在另-個安排中，可將氟化的界面活性劑(諸二，來自 3M的諾維克侧)加人至該沉積溶液。這些界面活性劑可有 效地將表面張力減低至富士 _tm狄馬替斯_卩 理想範圍值(參見細）。對諾維克侧來說，濃度在〇3% 至〇.5%(V/V)間可將沉積溶液之表面張力減低至28_32毫牛 頓/公尺的最理想表面張力範圍，因此能夠可信賴地噴射 出。亦可使料它與含_子溶液相容之界面活性劑。 再者，亦可使用可改變表面張力之其它添加劑。例如， 加入二醇(諸如，丙二醇）亦可容易地將表面張力減低至舍士 薄膜™狄騎斯，刷與最理絲圍。在❹不同^刷 頭的其它安射’可需要改變表面張力及黏度來滿足 刷頭之操作需求。 在較佳安排中，於噴射出沉積溶液期間加熱該平台因 此該基材_。加熱該平台造成該沉積溶液的—些溶劑 射期間蒸發，以造成較小的弄魏域因此較小的钱 口。對㈣溝槽開口來說’將該平台加熱至价較佳幵 該平台加減溫度 >价可產域小__形及較^ 餘刻。但是，至少對溝槽開口來說，該_可較不料 此最可能由於在有效祕刻表面處之水性環境減少，^ 刻產物（氟矽酸銨）亦可能沉澱。 触 21 200947555 應該避免將平台過度加熱至溫度〜100=c，如此可造成 所形成的HF蒸發。49%HF之沸點為i〇6°c，但是當HF變成 更濃時沸點將降低。例如，其在70%下降低至66。(：及當移 除全部的水（即，無水HF)時降低至19.5。(：。在較佳的安排 5中，排空喷墨裝置之印刷隔間以保證移除任何可能會在沉 積製程期間形成的腐蝕性HF蒸氣。 現在返回至第1D圖，從該噴墨裝置平台中移出基材1〇〇 及將其沉浸在流動的去離子水中5-1〇分鐘。此最後沖洗步 驟可移除被捕捉在開口 150中的餘刻產物與可溶於水的聚 0 合物薄膜二者，以形成具有開口 160的最後蝕刻基材1〇〇， 如顯示在第1E圖中。不像現存的溼式蝕刻方法，在此沖洗 步驟期間之氟化廢棄物量非常小，其僅為已經由噴墨式印 刷機沉積的氟化物。此意謂著該廢棄物非常稀且不非常危險。 事實上，在許多應用中，於廢棄(沖洗)水中之氟化物濃 15度可低於由管理當局所要求者(在2-20PPm之級數，依所授 予的規章而定）。因為可對任何製程來計算出精確的氣化物 量，可使用可適當稀釋氟化物至允許的排放程度所需要之 ◎ 水體積來沖洗該欲姓刻的裝置或基材。不需要處理所描述 的方法之氟化物廢棄物的可能性為明顯超過現存的溼式化 20 學蝕刻介電質（諸如二氧化矽）方法的優點。 使用該較佳安排的方法，可在二氧化石夕層中蚀刻出孔 洞及溝槽開口二者至深度至少_奈米。第4圓顯示出藉由 將50層含11.2%(w/v)的氟化錄沉積溶液沉積到pAA酸性聚 合物層上’在二氧化石夕層中所姓刻出的溝槽之戴克泰克曲 22 200947555 5 ❹ 10 15 ❿ 20 線。藉由在熱生長於拋光石夕晶圓上之4〇〇奈米厚的二氧化矽 層上旋轉塗佈一包含25%(w/v)PAA與0.6%(v/v)諾維克4200 的溶液來形成該聚合物層。平台溫度為45。〇及圖案線的畫 素間隔開25微米。在沉積液滴間之間隔增加可產生稍微較 窄的溝槽；但是其需要沉積更多層的沉積溶液。液滴間隔 更緊密將產生較寬的溝槽，但是需要印刷較少層的蝕刻圖 案來蝕刻相同深度的構形。 第5圖為一光學影像，其顯示出可採截出在第4圖中的 曲線之蚀刻溝槽。在表面處的溝槽寬度為5〇_6〇微米。可使 用上述已經提及的某些變化來蝕刻出較窄的溝槽（例如，印 刷較少層的沉積溶液、增加液滴間隔、減少聚合物薄膜的 臨界表面張力、增加平台溫度等等）。 第6圖顯示出一藉由該較佳安排的方法在熱生長於拋 光石夕晶圓上〜290奈米的二氧化矽層中所蝕刻出之孔洞陣 列。藉由將60層包含11.2%(w/v)的氟化敍沉積溶液印刷到 PAA酸性聚合物層上來蝕刻出孔洞。藉由在熱生長於拋光 矽晶圓上〜300奈米厚的二氧化矽層上旋轉塗佈一包含 25%(w/v)的PAA溶液來形成該聚合物層。當印刷時，將平 台溫度維持在45°C。第7圖為由第6圖所描述的孔洞之一的 光學影像。該蝕刻孔洞的外徑為〜35微米。第8圖顯示出由 第6圖所描述的孔洞之一的AFM曲線。 可使用包含較高氟化物濃度(例如，14-15%(w/v)氟化銨) 的沉積溶液來姓刻出溝槽及孔洞開口。雖然，較高的氟化 物濃度造成欲沉積的層數減低，但所產生的溝槽寬度及/或 23 200947555 孔洞直技較大。此發生乃因為較高的氟化物濃度在液滴與 表面聚合物接觸時產生更大的敷開。除了液滴敷開增加 外，當溶劑蒸發時，在沉積溶液中的PEG趨向於漂移至沉 積液滴之周圍。§亥現象通常已知為“吻啡環”效應。peg盆本 5 身攜帶氟離子，因此在沉積液滴的周圍處產生比在中心處 還高的氟離子濃度。此效應可造成“甜甜圈，，形狀開口而非 圓孔’如顯示在第6至8圖中。第9圖顯示出此藉由將5〇層包 含14·4%(w/v)的氟化銨沉積溶液印刷到PAa酸性聚合物層 上所形成之蝕刻開口的AFM曲線。該聚合物層藉由在熱生 ◎ 10 長於拋光矽晶圓上〜390奈米的二氧化矽層上旋轉塗佈一 包含25%(w/v)PAA的溶液而形成。可藉由以短鍵二醇(諸如 丙二醇)置換在沉積流體中的PEG 400來減少甜甜圈形狀開口。 如先前所提及，亦可改變該平台溫度以將該方法調整 至特別需求。雖然，敍刻溝槽開口的較佳方法使用45之 15 平台溫度，可優良地使用較高的平台溫度來蝕刻孔洞開 口’特別是當需要蚀刻較厚的氧化物層時。第10圖為一曲 線圖，其顯示出最大钱刻深度（二氧化石夕）如為平台溫度之函 ◎ 數。使用一包含14.4%的氟化銨沉積溶液及〜2 5奈米厚的 PAA酸性層來獲得這些結果。從各別的afm曲線來測量所 20 產生的甜甜圈形狀開口 15之最大蝕刻深度（如由第9圖顯 示出）。 由方法或應用所使用之實際姓刻參數的規格明顯將依 一些需求而定，諸如構形尺寸、製程需要的氧化物厚度、 姓刻的完整性及廢棄物處理。雖然，將界面活性劑及其它 24 200947555 添加劑加人至聚合物及沉積溶液之任_種或二 刻性能’其存在於製程廢棄物流中會產生問題 々飿 排的触刻方衫需錢用其。 細佳安 5 e 10 15 m 20 可使用如所描述的方法來在已經於抛光、平兩或紋理 日曰圓上生長或沉積之氧化物層中餘刻出開口圖幸' 型對矽晶圓太陽能電池應用來說，使用溼式化學蝕巧方： 來紋理化晶圓矣而 , 方法 實作W 來自前端表面的反射及在某此 實例中在電池内提供錢捉。 - 可使用諸如顯示在第5至8圖中之钱刻溝槽及孔洞 成用於♦太陽能電池的金屬接觸。在某些實例中，若㈣ = = = —隨後的擴散步驟，可使用該氧化物層作為 政遮罩來在擴散製程顧倾該非溝槽表面遠離推雜原 作為^某些實例中，^需要#刻在下面㈣時，該氧化物 姓刻料。依製雜件，可需要至少3⑻夺米厚 7氧化物層。如所_，可❹該方法來逹成穿過此氧化 物層之蝕刻溝槽及孔洞。 亦可使用祕刻開口圖案作為遮罩，而用於其它半導 = MEMS裝置之擴散在下面_或蝴在下面的石夕。該 :氧，可被保留作為該襄置的一部分或被犧牲掉 P作用為用於隨後的擴散或_製程之遮罩後移除卜 再者，可使用如所描述的方法來在氮化石夕層中敍刻出 #在許^實财，11切為切太陽能電池所使用的 季父佳鈍化及抗反射層。第丨丨顆达 έτ, 弟11圖為·'光學影像，其描述出已 4 75奈米厚的氮切層中钱刻出之溝槽開口。該氮切 25 200947555 層使用電漿輔助化學氣相沉積法沉積在--28G奈米厚的 紋理化石夕晶圓上。藉由將5〇層包含】】的氣化錢沉積溶液 P刷到厚度〜2.5微米已於氮化石夕層上形成之pAA表面層 乂在》玄氮化矽中蝕刻出溝槽。在印刷線中之沉積液滴 間的間隔為25微米。 在進-步變化中，可將多於一種姓刻組分沉積到該表 面層上。例如’可藉由實質上同時沉積I化物來源(如上所 述用來則二氧化⑪)與料料氧化劑(例如，魏或過氧 化氫)來區域。可藉由個㈣喷墨印刷頭或喷射喷嘴 來沉積這二種組分。這二種組分的相對濃度可藉由沉積機 制來控制。例如，若該二馳分藉由噴墨印職積且所需 要的氧化劑體積為氟化物來源體積的五倍多時，則可沉積 比氟化物來源多五倍的氧化劑層4可控制沉積各別層的 程序。例>，在反應的早期可有錢沉積比氟化物來源更 夕的氧化劑。而另一種以連續流來沉積流體的沉積方法可 藉由變化喷嘴在欲處理的表面上移動之速率來控制二種組 分之想要的體積比率。 該表面層可為該蝕刻反應（如對蝕刻二氧化矽的較佳 安排之描述）的基本化學組分，或其可作用為一物理構造或 包含該加工反應所需要之添加劑。在上述蝕刻矽的變化 中，該表面層的角色為提供一減少所沉積的流體敷開之多 孔構造。沒有該表面層，所沉積的流體會在該表面上敷開 至大程度而產生較大的蝕刻構形。此外，可使用該表面層 來提供該加工反應用之添加劑（例如，界面活性劑、觸媒、 26 200947555 酵素、還原劑、氧化劑）。例如，如先前在本說明中所描述， 可在該表面層中包含界面活性劑。可以類似的方式加入觸 媒及酵素，且其有效濃度能夠藉由在使用來形成該表面層 之溶液中的添加劑濃度來控制。 5 該使用表面層作為基本化學組分(例如，酸來源）或作為 物理構造的能力亦可應用來飯刻例行使用在半導體製造方 法中之其它介電質、半導體及金屬（例如，鋁、銅及鉻）。 在最後變化中，可省略該表面層，及用來加工該表面 的第一及第二組分二者可直接塗佈至欲加工的表面。例 10 如，可如先前描述般直接蝕刻矽但是不需要表面層。在此 變化中，可優良地使用表面處理來限制所沉積的溶液之數 開。例如，矽表面可以氟化氫或氟化銨溶液預先處理，以 移除任何將提供該表面親水性的天然氧化物層。再者，可 使用物理障礙物來減低沉積流體之敷開。例如，首先可使 15用i述描述的較佳安排氧化石夕層中侧出一遮罩，然 後可將氟化物來源(例如，氣化錄)及·氧化劑(例如，石肖 酸或過氧化氫风積至在該氧化物中關口（溝槽或孔洞）。 2匕安排中，需要限制在似彳位置處的氟離子濃度，以保 -e該氧化物遮罩不會在該製程中被大量地姓刻。 應°亥'月楚的是，本發明之全部上述提及的安排可藉由 將至種該製程必需的組分一起僅帶至在欲加工之表面 所逹成製程(諸如_)。對諸如㈣之製程來說，此 声良’因為有毒或腐純化學化合物僅在欲加 所處產生。此相φ 〜要，因為⑴該方法增加對人類操作 27 200947555 全性；（ϋ)減少化學藥品的使用；及(iii)減少化學廢棄物。 再者，因為該加工反應的各別組分典型比該活性蝕刻劑或 改質劑更容易處理（即’較少化學活性），該方法能夠使用諸 如喷墨印刷的圖案化沉積技術。典型使用來蝕刻金屬、介 5 電質及半導體的腐蝕性化學藥品難以以圖案樣方式沉積， 因為它們會腐蝕在該裝置中流體路徑之構件。 將由熟知該技藝之人士察知的是，可如在特定具體實 例中所顯示出般對本發明製得許多變化及/或改質而沒有 離開本發明如所廣泛描述的精神或範圍。因此，本具體實 10 例考慮如所闡明的全部方面且不限於此。 L圈式簡明；] 第1A圖為一圖式圖形，其以截面顯示出一含有一欲蝕 刻的層（諸如，二氧化矽）之基材； 第1B圖為一圖式圖形，其顯示出該已塗佈一表面酸性 15 聚合物層之基材； 第1C圖為一圖式圖形，其顯示出將二滴包含蝕刻組分 的溶液沉積到該酸性聚合物層上； 第1D圖為一圖式圖形，其顯示出在該基材中形成蝕刻 開口； 2〇 第1E圖為一圖式圖形，其顯示出在已經移除蝕刻殘餘 物及酸性聚合物層後之基材； 第2圖顯示出一酸性聚合物（聚丙烯酸)之實施例的結構； 第3圖顯示出一曲線圖，其闡明在一個實施例中，該沉 積溶液之表面張力如何隨著加入的諾維克（N〇vec)42〇〇5 28 200947555 面活性劑之百分比而改變； 第4圖顯示出一藉由將11.2%(w/v)的氟化銨溶液之液滴 '儿積到維持在平台溫度45°C之2.5微米厚的聚丙烯酸接收 層上’在熱生長於矽晶圓上之二氧化矽層中蝕刻出的溝槽 之戴克泰克(Dektak)曲線； 第5圖為一顯示出可獲得在第4圖中的曲線之蝕刻溝槽 的光學影像； 〇 10 第6圖為一藉由將11.2〇/0(w/v)的氟化銨溶液之液滴沉積 到維持在平台溫度45。(：之2.5微米厚的聚丙烯酸接收層 上’在熱生長於矽晶圓上的二氧化矽層中蝕刻出之孔洞陣 列的光學影像； 第7圖為一從包含在第6圖中所描述的蝕刻孔洞樣品所 採截之孔洞的光學影像； 第8圖為一從包含在第6圖中所描述的蝕刻孔洞樣品所 15 採載之蝕刻孔洞的AFM曲線； 第9圖為一藉由將14.4%(w/v)的氟化銨溶液之液滴沉 積到維持在平台溫度55°C之2.5微米厚的聚丙烯酸接收層 上所蝕刻出之孔洞結構的AFM曲線； 第10圖為一顯示出藉由將14.4%(w/v)的氟化銨溶液之 2〇 液滴沉積到2.5微米厚的聚丙烯酸接收層上所蝕刻出之孔 洞結構的最大蝕刻深度之曲線圖，其如為平台溫度的函 數；及 第11圖為一顯示出在紋理化的矽表面上之75奈米氮化 發層中所蝕刻出的溝槽之光學影像。 29 200947555 【主要元件符號說明】 100…較佳安排 105.. .石夕晶圓 110…二氧化石夕層 115.. .酸性聚合物薄膜 120.. .喷墨裝置 125.. .印刷頭 130…溶液 150，160...開口
❹ 30

Claims (1)

  1. 200947555 七、申請專利範圍： 1. 一種加工表面的方法，其中該方法係侷限至由預定圖案 所定義的表面之區域，該方法包括： (a) 提供至少一用來加工該表面為一延展在欲加工 5 的表面之區域上的層所需要的第一組分，該欲加工的表 面之區域係至少覆蓋該預定圖案的區域； (b) 提供至少一種包^| —或多種用來加工該表面所 需要的進一步組分之沉積組成物；及
    (c) 根據預定圖案，將該至少一種沉積組成物塗佈在 10 欲加工的區域上； 藉此用來加工該表面所需要的第一組分與該一或 多種用來加工該表面所需要之進一步組分作用，以僅在 預定圖案的區域中加工該表面。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該層包含該呈氣相 15 的第一組分，其延展在欲加工的表面之區域上。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該層包含該呈液相 的第一組分，其延展在欲加工的表面之區域上。 4. 如申請專利範圍第2或3項之方法，其中將一多孔材料塗 佈至該欲加工的表面及該用來加工表面所需要之第一 20 組分被約束在該多孔層内。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該層包含該呈凝膠 或固體層的第一組分，其延展在欲加工的表面之區域上。 6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該層包含該第一組 分且延展在欲加工的表面之區域上，其藉由塗佈一包含 31 200947555 該第一組分的溶液，及蒸發該溶液之溶劑以將該第一組 分沉積在該表面上來塗佈。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該塗佈包含第一組 分之溶液的方法包括流送方法、旋壓方法、喷灑塗佈方 5 法或喷墨印刷方法。 8. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該包含第一組分的 溶液亦包含一可提高或催化該表面之加工的添加劑。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該添加劑在該表面 之加工期間係作用為界面活性劑。 10 10.如申請專利範圍第8項之方法，其中該添加劑減低該表 面層的臨界表面張力。 11. 如申請專利範圍第5或6項之方法，其中該層包含第一組 分且延展在欲加工的表面之區域上，其藉由在高溫下讓 該第一組分流至欲加工的表面之區域上以形成一層及 15 藉由冷卻讓該層硬化來塗佈。 12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該藉由第一與一或 多種進一步組分之混合物所產生的製程材料具有一讓 其難以處理之物理特徵(諸如高腐蝕性、有毒性黏性或 黏稠狀），及該一或多種進一步組分不具有各別特徵或 20 具有較少程度的特徵。 13. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該表面根據預定圖 案藉由蝕刻來加工。 14. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該表面藉由在預定 圖案中塗佈一材料層來加工。 200947555 A如申請制翻第1叙枝，其找表祕由改變在 預定圖案中之表面本質來加工。 16·如申請專利第13項之力U表面的方法，其中該表面 5 Ο .10 15 ❹ 20 為預疋材料的表面及該表面根據預定圖案來蚀刻，該 方法包括： + (a)在該預定材料上形成該表面層該表面層包含至 夕〜用來触刻該預定材料所需要的第—組分； (b)提供至少-種包含—或多種用來蚀刻該預定材 料所需要的進-倾分之沉積組成物；及 ▲ (0根據就圖案，將該至少—種沉積組成物塗佈至 '^表面層； 藉此該包含第-組分的表面層與該一或多種進_ 步級分作用，以根據預定圖案勤m欲加⑼預定材料之 區域。 1 /· t申請專利範圍第16項之方法，其中該預定材料選自於 =含下列之群組：介電質，諸如二氣切、氮化石夕、碳 1夕、TC〇、玻璃、有機樹脂及其它聚合物（包括圖案 β 鈑、黃金、錫及鉛或 /、合金；及半導體材料，包括妙、紐 緒、砷化鎵、磷化銦 或合金，諸如石夕-鍺或坤化轉、碼化鋼、砸⑽、_ 化鎘或硒化銅銦鎵(CIGS)。 其中該表面層包括一聚 18.如申請專利範圍第16項之方法 合物層。 19_如申請專利範圍第18項之方法’其中該聚合物層具酸性。 33 200947555 2〇·如申請專利範圍第16項之方法，其中該表面層可溶於水。 •如申請專利範圍第16項之方法，其中該表面層包括下列 之I丙浠酸t笨乙烯硫酸鹽、酸性聚嗟吩衍生物、 酸性聚苯胺衍生物或可溶於水的盼樹脂。 5 22.如申請專利範圍第16項之方法，其中該沉積組成物包括 一氟離子來源。 技如申請專利範圍第22項之方法，其中該氣離子來源由下 列一或多種物質提供：氣化敍、I化四烧基敍、氣化納 及氟化鐘。 ❹ 10 24.如申請專利範圍第13或10項之方法，其中該姓刻在石夕太 陽能電池裝置的介電質層中產生開口。 25·如申睛專利範圍第24項之方法，其中使用該開D來形成 對該矽太陽能電池裝置的金屬接觸。 26. 如申凊專利範圍第1項之方法，其包括一包含下列的最 15 後步驟： 洗務該表面，以移除包括殘餘在該預定圖案外的第 一組分之層的任何部分及任何不想要的加工產物。 ◎ 27. 一種姓刻表面的方法’其中該表面為一預定材料的表面 及該表面根據預定圖案蝕刻，該方法包括： 20 (a)提供—包含一或多種用來蝕刻該預定材料所需 要之組分的第_沉積組成物； (b) 提供一包含用來蝕刻該預定材料所需要的至少 一進一步組分之第二沉積組成物；及 (c) 根據預定圖案，將該第一及第二沉積組成物塗佈 34 200947555 在欲钮刻的區域上， 藉此該第一沉積組成物之一或多種組分與該第二 沉積組成物的一或多種組分作用，以根據預定圖案蝕刻 該預定材料之區域。 5 28.如申請專利範圍第16或27項之方法，其中該沉積組成物 的組分包含一用於欲蝕刻之預定材料的氧化劑。 29.如申請專利範圍第28項之方法，其中該氧化劑為硝酸及 過氧化氫之一。 © 30.如申請專利範圍第1或16項之方法，其中該預定材料為矽。 10 31.如申請專利範圍第1項之方法，其中該沉積組成物以逐 滴方式輸送。 32. 如申請專利範圍第31項之方法，其中使用喷墨印刷裝置 塗佈該沉積組成物的液滴。 33. 如前述申請專利範圍之任何一項的方法，其中該沉積組 15 成物以連續流體流輸送。 34. 如申請專利範圍第33項之方法，其中藉由下列裝置之一 ® 產生該流：電流體動力式印刷裝置、連續式噴墨印刷裝 置或氣霧式喷射印刷裝置。 35
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI447440B (zh) * 2011-10-28 2014-08-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 光柵之製備方法
TWI448741B (zh) * 2011-10-28 2014-08-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 光柵之製備方法
TWI647298B (zh) * 2013-12-31 2019-01-11 美商恩特葛瑞斯股份有限公司 選擇性蝕刻矽和鍺之配方
TWI816155B (zh) * 2020-07-27 2023-09-21 日商斯庫林集團股份有限公司 基板處理方法以及基板處理裝置

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011017740A1 (en) * 2009-08-11 2011-02-17 Newsouth Innovations Pty Limited A method for the selective delivery of material to a substrate
WO2011032218A1 (en) * 2009-09-18 2011-03-24 Newsouth Innovations Pty Limited Method for texturing surfaces
WO2011032629A1 (en) * 2009-09-18 2011-03-24 Merck Patent Gmbh Ink jet printable etching inks and associated process
EP2363299B1 (en) * 2010-03-05 2012-10-17 Spanolux N.V.- DIV. Balterio A method of manufacturing a floor board
KR101399419B1 (ko) * 2011-04-26 2014-06-30 엔젯 주식회사 태양전지의 전면전극 형성방법
CN102320752B (zh) * 2011-06-09 2013-06-19 中国科学院化学研究所 材料的图案化方法
WO2013062727A1 (en) * 2011-10-24 2013-05-02 Applied Materials, Inc. Method and apparatus of removing a passivation film and improving contact resistance in rear point contact solar cells
WO2014071458A1 (en) * 2012-11-09 2014-05-15 Newsouth Innovations Pty Ltd Formation of metal contacts
TWI480947B (zh) * 2013-04-18 2015-04-11 Nat Univ Tsing Hua 於銅銦鎵硒製備三維結構的方法
US8815633B1 (en) * 2013-04-18 2014-08-26 National Tsing Hua University Method of fabricating 3D structure on CIGS material
CN103606634B (zh) * 2013-11-14 2016-02-10 中国科学院化学研究所 一种图案化金属电极及其制备方法
EP3146015A4 (en) * 2014-05-20 2018-05-16 Alpha Metals, Inc. Jettable inks for solar cell and semiconductor fabrication
KR102061533B1 (ko) * 2015-03-13 2020-01-02 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머트어리얼즈 엘엘씨 나노구조 물질 방법 및 장치
TWI593547B (zh) * 2015-11-13 2017-08-01 財團法人工業技術研究院 三維組織列印裝置、三維組織列印方法及人工皮膚
US10858528B2 (en) 2015-12-23 2020-12-08 Kornit Digital Ltd. Rub-resistant inkjet composition
CN109932354B (zh) * 2019-05-06 2021-10-08 中山大学 一种用于表面增强拉曼光谱痕量分析的原位分离富集装置及应用
CN110634795B (zh) * 2019-10-23 2022-12-02 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置
CN115142064B (zh) * 2019-11-28 2024-03-26 东莞市图创智能制造有限公司 喷墨打印式蚀刻方法及具有蚀刻功能的喷墨打印机
JP2022145165A (ja) * 2021-03-19 2022-10-03 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法、および、基板処理装置
JP2022145166A (ja) * 2021-03-19 2022-10-03 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法、および、基板処理装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0325937A (ja) * 1989-06-22 1991-02-04 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
JPH04288649A (ja) 1991-02-20 1992-10-13 Mitsubishi Electric Corp メモリ装置
FR2775280B1 (fr) * 1998-02-23 2000-04-14 Saint Gobain Vitrage Procede de gravure d'une couche conductrice
EP1243035B1 (en) * 1999-12-21 2016-03-02 Flexenable Limited Forming interconnects
CN100375310C (zh) * 1999-12-21 2008-03-12 造型逻辑有限公司 喷墨制作的集成电路
KR100812891B1 (ko) * 2000-04-28 2008-03-11 메르크 파텐트 게엠베하 무기물 표면용 에칭 페이스트
GB2367788A (en) * 2000-10-16 2002-04-17 Seiko Epson Corp Etching using an ink jet print head
US7384862B2 (en) * 2003-06-30 2008-06-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for fabricating semiconductor device and display device
TWI228389B (en) * 2003-12-26 2005-02-21 Ind Tech Res Inst Method for forming conductive plugs
JP4575098B2 (ja) * 2004-09-28 2010-11-04 株式会社東芝 パターン形成方法および電子デバイスの製造方法
TW200620451A (en) * 2004-11-09 2006-06-16 Univ Osaka Method for forming hole in crystal substrate, and crystal substrate having hole formed by the method
US8367551B2 (en) * 2005-03-25 2013-02-05 E I Du Pont De Nemours And Company Spin-printing of etchants and modifiers
JP4657068B2 (ja) * 2005-09-22 2011-03-23 シャープ株式会社 裏面接合型太陽電池の製造方法
JP5201789B2 (ja) * 2005-11-14 2013-06-05 シャープ株式会社 太陽電池およびその製造方法
EP2135704A1 (de) * 2006-01-25 2009-12-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Präzisionsbearbeitung von Substraten mittels eines in einen Flüssigkeitsstrahl eingekoppelten Laser und dessen Verwendung
US7416989B1 (en) * 2006-06-30 2008-08-26 Novellus Systems, Inc. Adsorption based material removal process
WO2008092186A1 (en) * 2007-01-31 2008-08-07 Newsouth Innovations Pty Limited Method of forming openings in selected material

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI447440B (zh) * 2011-10-28 2014-08-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 光柵之製備方法
TWI448741B (zh) * 2011-10-28 2014-08-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 光柵之製備方法
US8821743B2 (en) 2011-10-28 2014-09-02 Tsinghua University Manufacturing method of grating
US8853096B2 (en) 2011-10-28 2014-10-07 Tsinghua University Manufacturing method of grating
TWI647298B (zh) * 2013-12-31 2019-01-11 美商恩特葛瑞斯股份有限公司 選擇性蝕刻矽和鍺之配方
US10475658B2 (en) 2013-12-31 2019-11-12 Entegris, Inc. Formulations to selectively etch silicon and germanium
TWI816155B (zh) * 2020-07-27 2023-09-21 日商斯庫林集團股份有限公司 基板處理方法以及基板處理裝置

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EP2245655A1 (en) 2010-11-03
AU2009208384A1 (en) 2009-08-06
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